中国科学通报 第62卷，第18期： 1914-1927年（2017年） 

青蒿素的发现和开发  

袁亚楠 , 姜廷亮 ^* , 周星 , 刘英

收稿日期：2017年3月21日 接受日期：2017年4月12日 在线发布日期：2017年5月17日  

https://doi.org/10.1360/N972017-00320

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文章指标科大讯飞翻译（科大讯飞翻译）

抽象的

疟疾是一种由疟原虫通过蚊虫叮咬或输入疟原虫携带者血液而引起的传染病。疟疾是全球主要的热带寄生虫病，尤其在热带和亚热带地区较为常见。上世纪末，全球每年有近百个国家受疟疾影响，近3亿人感染，近百万人死亡。

中国中医科学院中药研究所屠呦呦研究员从青蒿的抗疟用途描述中得到启发（青蒿L.）在急救处方手册她根据葛洪的著作，重新设计了从青蒿中提取有效成分的方法，于1971年10月获得了191号样品，该样品对啮齿动物疟疾和猴疟疾的抑制率均为100％。 屠呦呦及其团队于1972年11月首次获得了青蒿素。

经X射线衍射测定青蒿素的绝对结构，为一种仅由碳、氢、氧元素组成的新型倍半萜内酯，具有过氧化物桥的特殊结构。该化合物是一种全新的化合物，在化学结构和作用机制上与已知的抗疟药物完全不同。青蒿素临床应用表现为快速、高效、低毒。

目前，青蒿素及其衍生物是治疗疟疾最有效的药物，ACT疗法已覆盖几乎所有疟疾流行国家和地区，每年治愈超过一亿例疟疾患者，通过降低疟疾发病率和死亡率，挽救了全球数百万人的生命。

青蒿素是来自中国传统医药的馈赠。青蒿素的发现是传统医药与现代科技相结合的成果，是多学科融合的创新系统工程，凝聚着中国科学家的辛勤和智慧，为人民健康做出了巨大贡献。中国政府已先后11次向参与该项目的相关单位授予国家技术发明奖、国家自然科学奖、国家科技进步奖等奖项。2015年诺贝尔生理学或医学奖和2016年最高科学技术奖分别授予屠呦呦教授，以表彰其在青蒿素发现中做出的关键贡献。

疟疾是经蚊虫叮咬或输入带疟原虫者的血液而感染疟原虫所引起的虫媒传染病. 寄生于人体的疟原虫有5种，即间日疟原虫、三日疟原虫、消灭疟原虫、卵形疟原虫和诺氏疟原虫，分别引起间日疟、三日疟、疟原虫、卵圆疟及诺氏疟。 我国主要是间日消除和消除消除。 临床呈现循环规律，全身发冷、发热、多汗，长期预期结果后，可引起贫血和脾肿大。

1 疟疾及其防治

1.1 疟疾——自古以来的全球重大寄生虫病

疟疾曾是我国主要的寄生虫病之一, 流行历史久远, 对健康危害甚大. 疟疾最早可以追溯到3000万年以前, 科学家在一块古近纪的琥珀化石里发现了携带疟原虫的蚊子. 我国在3000多年前就已有疟疾流行的记载, 是先秦两汉时期主要的流行病之一. 殷商时期，甲骨文中所用“疟”字，形似老虎张口扑向人。 《礼记·月令六》称：“民多虐疾”。 北魏《水经注第三十六》称：泸水（今金沙江部分流域）两岸“时有瘴气，三月、四月径之必死”。 “瘴气”是疟疾的另一古称.

新中国成立前, 疟疾在我国猖獗肆虐, 乡村和城镇都曾严重流行. 据不统计，20世纪40年代，每年至少有3000万以上患者，病死率约为1%。 20世纪50年代初期, 全国有疟疾流行的县(市)计1829个, 占当时县市总数的70%~80%. 之后，疫情逐步受到控制，但在1960年和1970年曾出现局部暴发，全国范围行动分别为1023万人和2411人，然病死率已控制在0.006%和0.003%。 20世纪80年代以来，党和国家采取更多力措施，疫情急速缓解。 2011年全国疟疾发病人数已降至4479例.

疟疾也是全球性, 特别是热带、亚热带地区的主要寄生虫病, 世界卫生组织(World Health Organization, WHO)将其与艾滋病、结核一起列为世界三大公共卫生问题. 公元前2, 3世纪, 古罗马学者已有相关疟疾的描述, 当时认为疟疾是沼泽地散发的浊气所引发, 英语中疟疾被称为“malaria”, 即意大利语“坏空气”之意. 从公元4世纪开始, 疟疾成了古希腊的地方病, 一直广泛流行. 19世纪初期, 印度每年逾100万人死于疟疾.

据WHO估测, 2000年全球仍有32亿人口受到疟疾威胁(约占世界总人口的40%以上), 106个国家或地区受累. 当年疟疾发病2.62亿(2.05亿~3.16亿)例, 其中, 非洲占发病总数的88%、东南亚占10%、东地中海地区占2%; 致死83.9万(65.3万~110万)人，其中，72.3万(56.3万~94.8万)人是5岁以下的儿童。

1.2 中外对疟疾的防治

疟疾是我国古代医籍中记载传染病最早最详的病种. 《素问·疟论》、《素问·刺疟论》等专篇对疟疾的病因、病机、症状、治法等有系统而详细的论述. 之后, 汉《金匮要略·疟疾脉证并治》、隋《诸病源候论》、南宋《三因极一病证方论》、元《脉因证治》、明《证治准绳》、《景岳全书》、《症因脉治》、清《疟疾论》等对病机、证候、治则治法、方药均有阐发; 《神农本草经》、《肘后备急方》、《千金要方》等记载了常山及其枝嫩叶、青蒿和马鞭草等截疟功效，为中医药治疟积累了丰富的经验和资料。

1888年, 法国军医Charles Louis Alphonse Laveran(夏尔·路易斯·阿方索·拉韦朗)在非洲疟疾患者血液的红细胞中发现疟原虫. 1897年, 英国医生Ronald Ross(罗纳德·罗斯)证实按蚊是疟原虫传播媒介(他们分别获1907和1902年诺贝尔奖)以前, 南美洲秘鲁的土著人已用安第斯山区中的一类树皮抗病退烧, 据说在1630年用其治好了驻秘鲁的西班牙总督夫人Chinchon的疟疾而传入欧洲. 植物学家林奈奈将树定名为“金鸡纳(chinchona)”。 1820年，法国化学家Pierre J. Pelletier和Joseph B. Caventou分离获得含有纳米原子的抗疟成分奎宁（金鸡纳霜）。 1934年，德国科学家汉斯·安德萨格与同事在奎宁基础上合成了奎宁。 二战期间，美国政府支持的研究小组证实了熄火抗火灾安全有效，并于1945年用于临床。 由于氯喹能抑制疟原虫的DNA复制、破坏其血红蛋白酶而疗效显著, 成为当时全球治疗疟疾的特效药物. 但从1960年代初开始, 疟原虫对氯喹类药物出现抗药性, 从东南亚、南美到非洲波及全球, 疟疾肆虐又失去控制, 人们盼求新的抗疟药物.

1.3 越南战争与“523”任务

在古代, 疟疾对战时的士兵伤害很大, 是影响军事活动最严重的疫病之一. 蜀汉诸葛亮因瘴而推迟南征。 唐玄宗派李宓率七万大军征伐南诏，因瘴疫等全军皆没。 元朝大德和清乾隆年间向南方用兵, 数度因疟疾而挫, 有时竟“及至未战, 士卒死者十已七八”. 据报道, 美国南北战争中有131.6万人感染疟疾, 其中约一万人死亡. 第二次世界大战期间, 美国在非洲和南太平洋的驻军中有6万人死于疟疾.

1961年5月, 美国派遣特种部队进入南越, 到1973年1月巴黎四方会谈结束越战、1975年美国撤军完毕, 历时14年, 美军身受疟疾之苦. 据美国退伍军人管理局资料, 1967~1970年, 美军感染疟疾4万余例. 由疟疾造成的非战斗减员比战伤减员高出4~5倍. 为此，美国政府指定专门机构，增加研究瓶颈，联合有关部门和药企，开展对氯熄灭灭虫原有效的新药研究，至1972年，筛选了20余种化合物，但未获预期结果。

同样，越南人民军队也受到了困扰。 据河内卫生部门统计, 1961~1968年越南军队伤病员比例, 除1968年第一季度以外, 病员均远超伤员, 病员中大多数是患疟疾. 1964年, 越共中央领导向我国党中央提出, 希望帮助其解决部队受疟疾困扰这一难题. 我中央领导回应：解决你们的问题，也解决我们的问题。 为此, 党中央指示有关部门要把解决热带地区部队受疟疾侵害、影响部队战斗力和军事行动的问题作为紧急援外战备任务立项. 研制新型防治疟疾药物, 成为当时中国军队医药科技工作者的一项重要政治任务.

其后, 由于任务的紧迫性和艰巨性, 中国人民解放军总后勤部商请国家科学技术委员会, 会同前国家卫生部、前国家化学工业部、前国防科学技术工业委员会和中国科学院, 于1967年5月23日在京召开“疟疾防治药物研究工作协作会议”, 通过军民合作, 组织所属科研、医疗、教学、制药等单位, 讨论确定3年研究计划, 开发防治疟疾药物,并成立了领导小组及其办公室。 由于这是一项紧急军工项目，为了保密，开会日期为代号，称为“523”任务。

此后，先后有7个省市和有关部属单位全面开展了抗疟药物的调研普查和筛选研究，至1969年筛选的化合物和包括青蒿成分的中草药有余种，但未能取得理想结果。

2 主要研究内容及标志性成果

从青蒿素的发现，到青蒿素的标签，再到青蒿素类药物复方的应用，是源于中医药、受中医典籍融合启示、应用现代科技知识、多学科和行业的系统创新工程，凝聚着一批中国科学家的艰辛和智慧，是中医药对人类健康事业做出的巨大贡献。

谈到青蒿素工程，首先由中国中医科学院（原称：发现中医研究院、中国中医研究院）青蒿素说起。

2.1 青蒿抗疟活性化学部分提取的突破

(一)接受任务。 1969年1月21日，全国“523”办公室此时的困境，由主任白冰秋、副主任张剑方以及田辛等人到访前中医研究院(以下简称“中医研究院”)，商请该院参加一项政治任务。 中医研究院接受任务后交由下属的中药研究所（以下简称“中研院中药所”）来完成，并智力屠呦呦为中药抗疟研究研究组长，从而开启了青蒿素的发现之旅。

(ⅱ) 收集梳理中医药防治疟疾的古今方剂和药物资料. 接受中药抗疟研究任务后，屠呦呦广泛收集、整理历代医籍，调查群众献方，请教老中医专家。 仅用3个月的时间, 收集到2000多个方药, 作为以后研究工作的铺垫, 并在此基础上精选编辑了包含青蒿在内的640个方药的《疟疾单秘验方集》, 以中医研究院革命委员会业务组的名义油印成册, 于1969年4月送交全国“523”办公室, 希望能转送相关单位参考.

(ⅲ)青少年的实验研究(1969~1970年)。 说是研究组，其实研究只剩下屠呦呦一个人，最先是配合其他“523”研究组、为解决具有抗疟活性的常山碱造成中毒的后果，寻找减毒、合适的配伍中药。 她列出了一些具有止咳功效的中药配伍常山碱、在鸽子（哥伦巴)及猫(猫亚科）的呕吐模型上进行药理实验。 但是，最好的组合也只是对鸽子的呕吐模型无效，对猫呕吐模型基本无效。 随后随着其他同事的加入，1969年5月起，他们开始制备多种中药的水提取物、乙醇提取物，送请中国人民解放军军事医学科学院（以下简称“236”）进行抗疫活性筛选，发现胡椒乙醇物提取鼠对疟疾原虫阻断率达84%。 1969年7月, 时值疟疾流行季节, 全国“523”办公室希望中研院中药所参与任务的科研人员去海南疟疾疫区现场体验实际情况, 并提出可带去抗疟活性较高的胡椒及辣椒加明矾做临床疗效观察. 中研院中药所最终决定屠呦呦、郎林福、余亚纲3人前往海南。

在海南疟区现场的临床验证发现, 对鼠疟疟原虫抑制率达80%以上的胡椒和辣椒加明矾的多种制备样品, 对疟疾患者只能改善临床症状, 并不能使他们体内的疟原虫转阴. 任务结束后，屠呦呦被广东省“523”办公室授予“五好桌面图标”奖状。

1970年初，研究组主要还是开展对胡椒的深入研究，“236”的顾国明开始参与这项工作。 今年6月以前，随后送胡椒等提取物和混合物4批样品给“236”进行活性测定，结果发现胡椒提取物的活性活性提高，不同成分组合的混合物的活性虽然提高，但活性远不如氯喹。 6月以后，扩大到龟板、鳖甲、五灵脂、夜明砂、川草乌、阿魏、黄丹、雄黄等植物和矿物药，有但有活性毒性作用。 同年9月，屠呦呦与余亚纲讨论进一步扩大筛选范围，由余亚纲负责矿物和动物药的筛选，屠呦呦负责植物药的筛选。 然而，扩大筛选工作启动后，仅筛选了30多个样品，其中包括研究组首次做的青蒿乙醇提取物，其缺陷原虫抑制率达68%。 由于“236”任务本身繁重，1970年秋后，不敢再承担与中研院中药所合作进行抗疟疾药物筛选工作，而中研院中药所自身又缺乏筛选模型，屠呦呦研究组的抗疫药物筛选却搁浅了。

(ⅳ)青蒿抗疟活性化学部位的发现。 1971年4月15日, 国务院、中国共产党中央军事委员会以(71)国发29号文, 批转了前卫生部军管会、前燃料化学工业部、中国科学院、中国人民解放军总后勤部《关于疟疾防治研究工作情况的请示报告》. 1971年5月22日~6月1日, 遵照国务院、中国共产党中央军事委员会(71)国发29号文的批示, 全国疟疾防治研究领导小组, 在广州召开疟疾防治研究工作座谈会, 屠呦呦被派参加了会议.

会议后, 中医研究院的领导为加强“523”任务研究工作, 于7月初调整、充实和组成了中西医结合、基础临床结合、针药结合的疟疾防治研究小组, 同时还举办了为期5天的学习班, 统一提高认识、研究部署工作. 其中，药物筛选工作由屠呦呦、郎林福、钟裕蓉、刘菊福组成，再次明确屠呦呦负责全面工作。

筛选工作筛选动物模型，在“236”等的帮助下，中研院中药所建立了鼠疫动物模型。 直至1971年9月初，他们高强度筛选了100多种中药的水提取物和200多种醇提取物，但结果并不理想。 筛过的中药包括青蒿(原植物拉丁学名)青蒿L.)，其对光电原虫的抑制率高时也只有40%左右。 在前期的实验研究中，由于胡椒提取物对鼠疟原虫的抑制作用曾有较高的抑制率，其抑制率高达84%，然而在临床尝试中，提取物对鼠疟原虫的抑制杀灭作用并不理想。 在对青蒿的筛选中，虽然曾出现过对蝴蝶原虫的抑制率68%的结果，而此后的多批次研究却未能恢复相对的抑制率。

带着问题，屠呦呦再次请教中医专家，对前期研究的几个药物的历代文献进行重新研究。 如青蒿，在中国的应用已有两千多年的历史，在服用方法上，一般均作剂汤。 在反复研读文献过程中，葛洪《肘后备急方》描述治疗寒热诸疟方中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”的，给了屠呦呦新的启迪。 古人“绞取汁”的用法令她悟到之前青蒿的提取常用水煎煮或用乙醇提取，但结果都不好，青蒿中的有效成分也许与提取温度有关系，并且想到只有嫩叶才能绞出汁来，可能还涉及药用部位的问题。 于是又重新设计了以乙醚低温提取青蒿的研究方案，最终发现青蒿乙醚提取物表现出较强的抗火灾活性，进一步的分离工作显示，青蒿乙醚中性部分才是抗火灾有效部位。 1971年10月4日，药物研究序号为第191号（又简称为91 ^#）的青蒿素乙醚中性提取物，进行了令人振奋的结果，对疟原虫的阻断率达到100%，是青蒿素发现最关键的一步。 此后，屠呦呦及其研究组又不断完善、精制方案，制备样品，并在猴疟疾模型上验证乙醚中性提取物的抗疟活性。 后来的实验证明，青蒿叶子是抗疟疾活性成分——青蒿素的药用部位，占大量甲醛的根分解中青蒿素的含量是极低的。 1972年3月8日召开的南京抗疟药物研究内部会议上，屠呦呦报告了青蒿及乙醚中性提取物的抗疟作用，引起了传染病的极大关注。 会后，全国“523”办公室要求中研院中药所当年在海南疟区现场对提取物进行临床疗效观察。

要进行临床研究，就必须先制备大量的乙醚中性提取物，进行临床前的安全性等试验并制备临床观察。 但当时文革期间，没有药厂配合工作，终于短时间内实验室提取大量的青蒿提取物是很困难的，屠呦呦研究组买来盛水的大缸作为提取锅用，加班加点得到了足够的青蒿乙醚中性提取物。 但在进行临床前毒性试验时，在一般动物的病理切片中，发现了可疑的毒副反应。 因此，药理学的同事认为需要进行多次试验，当确认无毒后，才能上临床。 然而，经过重复试验，疑似问题仍未能定论。 是动物本身就存在问题还是药物引起，一时争论不休（以后确定主要由动物自身所引起）。 然而, 疟疾是有季节性的, 若错过当年临床观察季, 就要再等1年; 而青蒿乙醚中性提取物的第一个临床是警示的，这既是提取物对鼠疟、猴疟原虫抑制率100%与检测对象相关性的检验，更是提取物将来不能成为临床有效的抗疟新药的第一步。 于是屠呦呦决定以身试药，经批准后，1972年7月，屠呦呦及研究组的其他同事共3人住进了医院，开始了青蒿提取物的人体试验。 经过一周的观察，未发现该提取物对人体有明显的毒性反应，3位情况良好，除其他个别指标有过性波动外，肝肾功能及心脏相关指标正常。 8月初，又做了5例健康人体试验服，亦未发现疑似的毒副作用，经讨论同意上临床。 于是屠呦呦携带药赶赴海南昌江疟疾区，泰勒给患者喂药，以确保该份量，详细了解血片检查后的疟原虫数量变化等情况。 最终完成了海南疟疾区间日疟11例、疟疾9例、混合感染1例的21例临床抗疟诊断观察，取得了疟原虫全部转阴的满意结果。 同时在北京302医院验证了9例，亦均有效。 屠呦呦在1972年11月召开的全国各地“523”办公室主任座谈会上报告了青蒿乙醚中性提取物首次临床30例抗疟全部有效的结果，引起了与会同道的高度关注。 会后，山东、云南等地还去人、去信询问详情，屠呦呦及其研究组都做出了积极回应。

青蒿提取方法的创新、抗疟活性化学部位的获得、临床推广有效，是发现青蒿素的关键。

2.2 青蒿素的发现

(ⅰ)中研院中药所的发现。 发现有活性的青蒿乙醚中性提取物后，屠呦呦研究组便开始进行有效成分的分离和提取工作。 由于没有青蒿素分离的先例，屠呦呦及其研究组的同事们只能边摸索边分离。

1972年4月26日~6月26日，研究组对青蒿乙醚中性提取物终于分离得到微小颗粒状、片状或针状结晶状。 8月1日，屠呦呦曾在分离中发现用硅胶分离的效果良好。 并在她去海南疟区现场前，对提取方案进行了研究，文献研究组人员安排做好了部署。 在她到海南验证青蒿乙醚中提取物临床治愈、暂离实验室时，由倪慕云主持工作。 研究组不断改进和完善分离方法和条件，进一步去粗存精。 这期间，屠呦呦也多次通过信件了解课题进展情况，并提出建议。 当年9月25日、9月29日、10月25日、10月30日、11月8日倪慕云、钟裕蓉、淑崔莲分别得多个模具。 12月初，鼠疫试验结果发现，钟裕蓉、崔淑莲11月8日用硅胶柱分离得到的Ⅱ号熔体对疟原虫有显着药效，出现疟原虫转阴。 首次以药效结果证实青蒿素（当时称为“青蒿针晶Ⅱ”或“青蒿素Ⅱ”，后定名为青蒿素）为青蒿抗疟的活性成分，并于1972年11月8日定为青蒿素的诞生日。 这是青蒿素发现的一个值得纪念的里程碑。

(二)云南、山东等地的贡献^[3]。 山东省的青蒿素研究：山东省传染病防治所实验室1972年3月南京召开抗疫药研究“523”内部会议上研院中药所青蒿素研究经验，采用该省黄花蒿素（中药青蒿素的基源植物名称为黄花蒿）青蒿L.）的提取物进行了抗鼠灭鼠功效观察，1972年10月21日的报告中指出：结果与中医研究院青提取物的实验报告一致。 1973年，该所与山东省中医药研究所协作，用乙醚提取的黄花蒿的粗制剂“黄1号”，在巨野县进行了30例间日疟原虫的临床实验观察，结果显示对间日疟原虫有传染病的灭活结果，控制临床症状作用迅速。 效果超过等待的3天治疗，未见有明显的毒副作用。 1973年11月，山东省中医药研究所从山东省当地的黄花萃取物中提取出有效的偶联剂，命名为“黄花蒿素”，以后又进行了多种剂型的筛选研究。

云南省的黄蒿素研究：1972年11月，昆明地区“523”办公室主任在参加各地区“523”办公室负责人中，得知北京中药所会议研究青蒿的情况，并参观了中药研究所，会后向云南药物研究所“523”小组传达了这一信息，建议他们利用当地植物资源丰富的有利条件，对属植物植物进行广泛筛选。 1973年4月，该所罗泽渊等人利用当地的大头黄花香（黄花香的一种变种）进行乙醚提取，对鼠有阻断作用，继而经硅胶柱层析出了有效的单体，命名为“黄香素”。 由于当地资源少，从重庆市采购来了一批黄花蒿，其黄蒿素的含量（0.2%）比云南的大头黄花蒿中的含量（0.02%）高出约10倍。 经查证明，批黄花蒿来源于四川省的酉阳地区，表明酉阳产的黄花蒿的黄蒿素的含量较高。 在尚未开展青蒿资源普查之前，他们初步确定酉阳地区为优质黄花蒿的产地，为后来青蒿素的获取，提供了优质资源，也后来确定酉阳作为青蒿的种植基地和青蒿素的生产基地的依据。

云南省药物研究所的研究人员对青蒿素提取工艺的研究也有创新。 他们于1974年初在实验室使用溶剂汽油冷浸代替乙醚、浓缩后再用50%浓度的乙醇重结晶，可得到另一的黄蒿素。 这种改进的提取方法称为“溶剂汽油法”，为实验研究和临床试验提供了足量的黄蒿素。

2.3 青蒿素抗疟疾的临床验证

(一)青蒿素首次临床验证。 从1973年初到1973年5月，中研院中药所已提取获得青蒿素纯品100余克。 屠呦呦将其一部分用于青蒿素的化学研究，一部分用于临床前的安全性试验，一部分制作临床观察溶液，少部分留做备用。

1973年第二季度，对青蒿素进行了一系列安全性试验研究：青蒿素对猫(猫亚科)对血压、心率、心律和心电均无明显影响； 三群犬(家狼）的毒性试验中，除个别犬出现流尿、腹泻和腹泻外，其他各项指标均正常，未发现明显的毒副反应。

慎重起见，这次也同样做了健康人的人体试验。 在制定了详细的人体试服计划后，于1973年7月21日~8月10日，4名科研人员参加了试服，结果未见明显毒副作用。

青蒿素的动物及人体安全性试验的通过，意味着新一代抗疟药即将诞生。 大家都对临床验证翘首以盼。 然而，青蒿素的临床验证却是一波三折。

中药所的同事把青蒿素片战士送往海南现场后，由已在当地工作的中研院医疗队开展临床验证。 1973年8月10日~10月15日, 用青蒿素治疗外来人口疟疾8例. 这个过程实际是分两个阶段完成的, 9月22日前, 观察了青蒿素片治疗外来人口恶性疟疾5例, 结果1例有效, 2例血中疟原虫数量有所降低, 2例无效, 效果不理想. 消息传回北京，大家都十分意外，便开始寻找原因。 经排查发现所用的片剂质地很硬，用乳钵都难将片子碾碎，提示崩解度有问题，影响了药物的吸收。 经讨论决定，采用青蒿素原粉直接装胶囊。 赶在海南景区现场观察季结束前抓紧验证，以明确的青蒿素临床诊断。 屠呦呦职务，将青蒿素装入胶囊，中药研究所负责业务人章国镇携带青蒿素胶囊飞赴海南，9月29日罕见疫区现场，观察了3例外来人口间日疟，服药总剂量3.0∼3.5克。 结果表明，药后平均31小时内心跳复常，18.5小时血疟原虫转阴，全部有效，未见明显反应。 但因海南火灾区现场观察季节结束，未能再次找到火灾继续进行症状验证。 这是青蒿素的首次临床试验，结果说明所获得的青蒿素是青蒿素的抗疟活性成分。

(二)山东、云南等地的临床验证。 1974年5月，山东黄花蒿素协作组在巨野县用黄花蒿素和黄花蒿简单地实现了新型治疗间日疟共26例，湖北省0.6∼1.2克，3日治疗。 临床症状在第1次服药后即可控制，原虫转阴时间平均72小时，未见毒性反应； 确认2个月，4/5的服药患者血故障原虫和症状重现，复燃率仍然很高。 黄花蒿素0.4克加另一种药物（防疟片2号片）顿服组，2个月内4/9的服药患者复燃，似比单用黄花蒿素的复燃率降低，复燃时间推迟。 结果表明，山东省中医药研究所提取的黄花蒿素，对北方间日疟临床近期有良好的疗效。

1974年9∼10月，云南临床协作组带着云南省药物研究所提取的黄蒿，到云南省凤庆县、云县一带进行了消灭主要的临床效果观察。 临床协作组进入现场后，收到的病人很少。 只收治了2例间日疟和1例间日疟。 全国“523”办公室、广东地区“523”办公室和昆明地区“523”办公室负责人一行4人，到云南现场检查“523”工作的进展情况，了解此情况后前往耿马县医院，观察到该县的恐慌病例映射了解了广州医疗中医学院李国桥小组开展的脑型消防治疗研究工作情况，提出由希望组承担云南省药物研究所黄鹤素的临床试验观察，李国桥及其医疗小组接受了此任务。 1974年11月∼1975年1月，成功收治18例患者； 其中恶性疟14例(包括3例凶险型疟疾), 间日疟4例, 均获得十分良好的效果.

(ⅲ)青蒿素的扩大临床验证。 1975年4月，全国“523”办公室在成都召开中草药专业会议后，前匡中医研究院、山东、云南、广东、四川、江苏、湖北、河南、广西、上海、中国科学院和中国人民解放军等有关单位，共同组成了青援研究组，从资源、临床、药理、化学结构、制剂、生产工艺、质量规格等方面进行了全面的系统研究。 各地区用当地的青蒿资源、提取加工, 制备各种剂型, 扩大临床试用, 在云南、广东(海南)、河南、山东、江苏、湖北、四川、广西, 以及在老挝、柬埔寨治疗恶性疟、间日疟等各类疟疾共6550多例, 其中青蒿素治疗2099例均取得满意结果. 青蒿素颅剂和注射剂近期康复需求达到100%； 简易药剂型的有效率也稳定在80%以上。

(ⅳ)青蒿素栓剂的问世。 自1972年底发现青蒿素、1973年10月首次在海南临床试用, 到1975年底, 全国临床治疗超过900例疟疾, 呈现速效、高效、低毒的特点, 体内消除快、复燃较高. 路径从口腔发展到肌注、鼻饲和直肠灌注。 1978年和1979年初，已有数十支青蒿素油剂针供紧急战备必需品。

1976年中研院中药所开始研究将青蒿素制成栓剂，1982~1984年直肠制剂治疗358例疟疾、105例间日疟均取得满意结果。 1985年6月16日前后药品审评委员会化学药分会进行第一次审评会试评青蒿素栓剂，1986年10月获青蒿素、青蒿素栓剂新药证书。 这是我国实施药品管理法以来，第一个获批上市的新药。

2.4 青蒿素化学结构的确定

中研院中药所1972年首次从青蒿有效部分中分离纯化出有效的青蒿素后，屠呦呦及其研究组即着手青蒿素的化学研究。 1973年第一季度，已做了熔点、旋光度值与元素分析等，初步确定青蒿素无氮，有–C=O，–OH及CH ₃等基团，与现有抗疟药物中都含氮原子不同，是一种新类型化合物； 同年4月，又进行了光谱分析等研究工作，确定了其分子式C ₁₅ H ₂₂ O ₅，分子式为282，并请中国医学科学院药物研究所进行了复核。 1973年9月17日，屠呦呦和倪慕云就青蒿素结构及硬度问题向北京医科大学林启寿教授请益。 林教授在分析研究组的数据后一致认为，青蒿素为清晰氮化物的倍半萜类新结构类型的抗短路成分、外观确定功能基团及制作造型等作了建议。 1973年9月20日，为了确定青蒿素的内酯结构，研究组对青蒿素进行硼氢化钠还原，获得了还原青蒿素（现称为“双氢青蒿素”），这为以后发展青蒿素显然打基础基础^[1]。

而青蒿素是倍半萜类化合物，得详中国科学院上海有机化学所（以下简称上海有机所）在此类化合物研究上有较好的经验和设备，1973年8月下旬，屠呦呦前往该所联系，希望开展协作。 1974年1月上海有机所函复同意屠呦呦一人前往，拟由该所周维善教授主持，吴照华和吴毓林参加，共同合作。 但屠呦呦因长期大量溶剂接触导致中度中毒而未成行。 从1974年2月起，中研院中药所先有倪慕云、后有钟裕蓉、刘静明、樊菊芬前往，共同协作进行青蒿素化学结构的研究工作。 1974年2月倪慕云出访时，携带了青蒿素和双氢青蒿素样品及相关技术资料，对青蒿素、双氢青蒿素的红外、MS、元素分析、NMR等图谱数据进行了复核，所得结果与北京已做的基本一致。 在上海有机所，经过反复的实验、演示、运算，根据光谱的数据和各种化学反应，确定了青蒿素的功能团和双氧桥的存在。

1974年下半年，屠呦呦得知中国科学院生物物理研究所有新型X射线仪可作物质结构研究，商请他们参与青蒿素分子结构研究。 1975年11月，中国科学院生物物理所李鹏飞等人提出了青蒿素的相对构型，继而该所梁丽等人以X射线反常导电法提出了绝对构型； 1976年1月，中国科学院生物物理研究所和中研院中药所有关人员召开了两次会议，并邀请中国医学科学院药物研究所梁晓天教授参加，认可了上述结构。 同月，屠呦呦与生物物理所李鹏飞到上海有机所通报了此情况，由该所周维善、吴毓林、吴照华等人参与并确认：青蒿素是一个仅由碳、氢、氧3种元素组成的、具有过一组团的新型倍半萜内酯，是与已知抗疟药的化学结构完全不同的新型化合物。

1977年3月，经中医研究院上报前须批准，以“青蒿素结构研究协作组”名义、《一种新型的倍半萜内酯——青蒿素》为题，于我国《科学通报》的第3期上公开发表。

2.5 青蒿素的开发

为进一步发挥具有新化学结构类型抗疟药物青蒿素的优势，在结构效关系研究和化学结构鉴定基础上，我国及时进行对青蒿素的研究开发。

(ⅰ)双氢青蒿素。 1973年9月，屠呦呦研究组在进行青蒿素化学研究过程中，青蒿素经硼氢化钠消失、出现，这个青蒿素的产物就是双氢青蒿素（时称还原式青蒿素），分子为C ₁₅ H ₂₄ O ₅、东南亚为284，对鼠瘟的作用强于青蒿素，在青蒿素中再引入其技术基，还原还原抗疟效果更高，提示青蒿素分子增加后可以生产倍数模型。 后续实验提示，在青蒿素的功能团中，这个调色基的改变，可以不影响双氧桥结构。 以后的蒿甲醚、青蒿素酯等青蒿素类药物即以它为前体合成的。 1985年，屠呦呦认为其本身具有进一步研发价值。 临床以成人一次双氢青蒿素120毫克，清除95%消除原虫所需时间平均16小时，与青蒿舞蹈本体静脉注射或蒿甲乙醚切除注射杀虫速度相似； 以双氢青蒿素墙，3 d 发病总剂量 240 mg，5 d 发病总剂量 360 mg 或 7 d 发病总剂量 480 mg，共治疗疟疾 349 例，全部临床治愈，平均退热时间 14~24 h，平均原虫转阴时间 64.9~69.2 h，平均复燃率在 2.0%上下，明显无毒副反应。 1992年7月获得双氢青蒿素和双氢青蒿素片剂新药证书，由北京第六制药厂生产，北京科泰新公司在国际市场销售，商品名称“科泰新片（cotexin）”。

(二)以太。 1976年初，确定青蒿素结构。 同年2月，“523”办公室向中国科学院上海药物研究所下达了青蒿素结构改造的任务，由该所合成化学、植化、药理等研究室分工合作。 在已有的青蒿化学反应研究的基础上，1976年下半年，李英等人用双氢青蒿素合成了其乙醚类、模拟酯类和碳酸酯类，将它们在植物油中进行了手术注射，在鼠疟（伯氏疟原虫）抗氯空白株实验中，发现了乙醚甲、乙醚乙醚均能更好的交换机断路器原虫的作用； 由于分子甲醚活性强、在油中溶解度大、化学性质较稳定，故确定作为研究对象。 1978年7月~9月在海南临床初试成功，由云南昆明制药厂试生产。 从1978~1980年, 在琼、滇、桂、鄂、豫等地以油针剂扩大临床试验, 治疗疟疾患者1088例, 其中, 恶性疟829例, 3~4 d疗程总剂量600~640 mg, 近期治愈率100%, 月复燃率7.8%. 1981年1月通过技术鉴定。 后按前照《新药审评办法》要求，完善了临床前安全性研究，临床治疗消肿315例，5d发病总剂量480mg，全部临床治愈，月（28d）复燃率7.4%。 1987年9月，中国科学院上海药物研究所和昆明制药厂获得乙醚原料及注射剂新药证书。 继而于1992年和1996年获得胶囊剂其预防吸血虫病新适应症，又于1997年再获得片剂的新药证书。

(ⅲ) 青蒿蜡烛师。 1977年6月，广西桂林制药厂刘旭等人在中国科学院上海药物研究所标签青蒿素凝胶取得了进展的影响下，也开展了青蒿素凝胶的合成研究。 同年8月，他们在青蒿素的还原反应中，以硼氢化钾代替硼氢化钠，合成了双氢青蒿素的琥珀酸半酯（即青蒿素），鼠疟的抗疟功效价为青蒿素。 1978年7月将青蒿醋制成片剂、其钠盐制成供注射的粉针剂，并进行临床验证。 始以3 d疗程总剂量300 mg肌注32例疟疾患者, 有效; 继而在以后的两年里，以静注、肌注、切片剂等治疗284例，获得了满意的效果。 1980年11月通过技术鉴定。 1985~1986年按《新药审评办法》, 在Ⅲ期临床中以3 d总剂量240~300 mg静脉注射治疗疟疾346例, 其中恶性疟258例, 平均退热时间14.6~20.8 h, 原虫转阴时间32.3~56.4 h, 月复燃率约49.4%. 1987年4月青蒿酯原料药及其注射剂获得新药证书。 1988年再获片剂新药证书。

此外，据报道，今年上半年曾合成青蒿素3000余个进行活性筛选，将蒿乙醚开发成抗疟药物。

2.6 以青蒿素为基础的复方制剂研发

鉴于青蒿素类单一化合物对疟疾具有速效、高效、低毒、代谢快等特点, 但仍易复燃. 1982年下半年，中国军事医学科学院五所周义清等人认为，如选择另一类有助于较慢的抗疟素抗配伍，可互补增效、更好的杀灭原虫、延缓抗性的产生，提出中医以增效和延缓青蒿素抗性产生的设想^[2]。

(ⅰ)复方以太片(coartem)。 1984年，军事医学科学院五所周义清与宁殿玺等人将苯芴醇(该所创制的另一种抗疟新药)与蒿甲醚组成复方，通过比(每片含蒿甲醚20毫克、苯芴醇120毫克)等临床前实验，以3 d 4次总剂量16片治疗24疟疾，平均退热例时间23.2 h、原虫转阴时间41.0 h、月复燃率4.1%。 1992年4月获得我国新药证书和国际专利。 1994年9月与瑞士汽巴嘉基公司（诺华公司前身）签署《许可和开发协议》（商品名coartem），到2007年在亚、非、拉美等20个国际多中心临床试验，受试患者3599人，均获得满意结果； 已在全球包括美国的 86 个国家或地区注册。

(ⅱ)复方磷酸乙二醇酯片(ARCO)。 1991年，军事医学科学院五所李福林、焦岫卿研究组发现，抗疟效果显着，继氯苯磷酸乙醚强化治愈率高、半衰期长，但起效较慢、易产生抗性，与青蒿素类药物配合可形成互补，通过正交等试验，青蒿素与磷酸乙烯酚喹2.5:1相伍，具有增效和一度顿服协同功效。 1998年开始，以复方磷酸乙苯醌片总剂量1400毫克（含青蒿素1000毫克、磷酸乙醚苯醌400毫克）单次次治疗危害220例，平均退热时间17.4小时、平均原虫转阴时间29.8小时，月复燃率2.3%； 治疗间日疟109例，平均退热时间13.0小时、平均原虫转阴时间18.1小时和56天复燃率10%。 2003年获得新药证书。 2005年由昆明制药集团进行国际多中心临床试验，治疗疟疾1153例，平均月复燃率在4%以下； 并获得20余个国家注册许可。

（ⅲ）双氢青蒿素磷酸磷酯片（artekin，Duo-Cotexin科泰复）。 1991~1995年, 广州中医药大学李国桥抗疟研究组在援越抗击疟疾的临床实践中发现, 双氢青蒿素与其他抗疟药磷酸哌喹、伯氨喹和甲氧芐啶联合应用, 具有更好的治疗效果. 1997年6月, 经中越双方的临床前研究, 越南卫生部批准以“疟疾片-CV8”命名、由越南第26制药厂生产, 在越南作为恶性疟流行区的一线用药. 在此基础上进一步优化处方，由双氢青蒿素和磷酸丙酮以1:8配比组成，以2 d 4次剂量总剂量2880 mg(含双氢青蒿素320 mg、磷酸丙酮2560 mg)，在柬、越、缅和海​​南岛治疗重症患者近400例，平均退热时间12.7~41.6 h，原虫阴转时间23.2~56.7 h， 28天复燃率0~8.3%。 2003年1月获得我国新药证书。

(ⅳ) 青蒿素阿拉奎片(artequick, 粤特快). 2003年，李国桥研究组为减少用药次数和胃肠道副反应，将青蒿素和去磷酸的碱基丙酮喹啉以1：6配比、替代双氢青蒿素与磷酸丙酮喹啉组成，以2 d 2次服药总剂量1750 mg（含青蒿素250 mg、丙酮1500 mg），在越、柬、毗等地治疗疟疾病人471例，月复燃率在5%以下，其中110例的平均退热时间31.6 h、原虫转阴时间66.7 h、月复燃率4.9%，与同步对照的复方甲醚片、双氢青蒿素磷酸磷酯片各55例临床试验结果无显着差异。 2006年4月获得我国新药证书，在10余个国家注册销售。

另外，还有还有青蒿酯酯-阿莫地、青蒿酯酯-甲氟喹、青蒿酯酯-周效磺胺/乙胺酯、青蒿酯酯-咯乙酯和双氢青蒿素-咯苯二酯等复方制剂已经或正在上市。

2.7 青蒿素类药物的药理作用和安全性

(一)青蒿素类药物的抗疟作用及作用机制。 红细胞内期的故障原虫是青蒿素的作用对象。 消灭原虫的生活史分有性生殖（在蚊体内）和无性生殖（在人体内）两个阶段。 当受染疟原虫子孢子随雌蚊叮咬进入人体、通过血液细胞进入脐带，在肝细胞内增殖增殖产生裂殖子，突破肝脏后进入血液，疟原虫在肝细胞内增殖又称为红细胞外期。 入血的部分裂殖子侵入红细胞，在红细胞内通过滋养体和裂殖体两阶段的生长裂殖（称为红细胞内期）、裂殖体膨胀破红细胞、释放出裂殖子入血流后再侵入正常红细胞而继续生长裂殖，多次裂殖子繁殖后，部分裂殖子不再进行裂殖而红细胞内不再进行裂殖，而发育为雄雄配子体，配子体被雌按蚊叮咬时吸入蚊子，进入有性生殖阶段。 大量研究表明，青蒿素类药物主要作用于红细胞内期的疟疾原虫。

疟原虫滋养体膜系结构受损是青蒿素抗疟作用的生物形态学基础。 电子显微镜显示，青蒿素及其主要作用在红内期滋养体消除原虫的膜系结构，首先出现食物泡膜、表膜和线粒体的破坏，然后波及核膜、内质网，并有自噬泡形成、扩张、外吐。 膜系结构的损伤，点燃原虫与第一细胞的物质和信号交换，致虫体瓦解。

双氧桥引起氧化损伤是青蒿素抗火灾作用的一个重要机制。 尽管青蒿素类药物已在很长一段时期内大量评估抗疟临床，由于其通过多途径、多靶点劳作、机制繁杂，也可能由于焦点的研究思路和研究方法所异所限，目前仍众说纷争，但重点关注其所含的特殊化学结构双氧桥引发的氧化损伤。 有人认为，消灭原虫以简单红细胞的血红蛋白为营养，产生大量的亚铁血红素、亚铁原子青蒿素的双氧桥断裂、生成氧-分裂和碳-自由基以及亲电性的环氧化物等，这些活性中间体可能通过过氧化膜、干扰线粒体功能、与某些酶、蛋白质起反应等途径杀灭疟原虫，但具体尚细节需进一步探讨。

(ⅱ)青蒿素类药物的用途动力学。 青蒿素类药物在动物体内的吸收、分配、代谢、排泄研究，涉及不同品种、多种药物途径、多种剂量、多种检测样品和检测手段。 一般来说，它们具有吸收快、消耗快、半衰期短的特点。

健康志愿者: 青蒿素墙壁15 mg kg^-1 (约900 mg)剂量后，血药浓度达峰时间(h)、峰浓度(μ克/毫升^-1 )、药物在体内驻留时间(h)、血药浓度消除半衰期(h)均值依次为1.5、0.09、3.27、2.27； 同剂量青蒿素直肠药物代参数依次为4.6、0.04、6.98、4.84； 双氢青蒿素墙壁2.2 mg kg^-1（约130 mg）剂量后，药代参数依次为1.33、0.71、2.26、1.57； 以太甲醚3.3 mg kg^-1剂量后，药代参数依次为1.88、0.31、-, 2.0; 青蒿舞蹈结束后，药代参数依次为0.88、1.94、-，0.69。

疟疾患者: 青蒿素口服500 mg d^-1 (5 d方案, 越南患者), 血药浓度达峰时间(h)、峰浓度(μ克/毫升^-1 )、药物在体内驻留时间(h)、血药浓度消除半衰期(h)均值依次为2.9、0.244、4.2、1.3。 以上数据只是说明，由于不是同步进行的，不能确定青蒿素类之间的差异，但可以说明，它们吸收快、促成快、半衰退期短、消除快，与动物实验的结果一致。

青蒿素和双氢青蒿素在内部都有Ⅰ相酶和Ⅱ相酶协助，主要在心脏病，发生重化、脱氢、脱甲基、脱氧反应，以及中心醛酸化，产生许多肾脏中间体，经肾和胆道排泄。 蒿甲醚和青蒿草案以双氢青蒿素为母体合成，进入国内后主要快速转化为双氢青蒿素，进入类似的通道通道。

(ⅲ)青蒿素类药物的安全性。 动物实验显示，以青蒿素单次灌胃给小鼠(小家鼠)的半数致死量(LD ₅₀ )在4200 mg kg^-1上下，主要感觉迟钝、运动快速、抽真空惊厥、呼吸抑制而死亡； 用以治疗小鼠疟疾的50%疟原虫转阴剂量(ND 50 )在60 mg kg^-1左右，其治疗指数(LD ₅₀ /ND ₅₀ )接近75。 14 d 重复灌区给予与秋季(褐家鼠) 1000毫克/千克^-1以上，主要增殖骨髓红细胞系造血功能障碍。 Ames致突变试验、微核试验和突变突变突变试验均阴性、未遗传毒性。

在青蒿素的致畸胎试验中，用LD ₅₀的1/400~1/25剂量灌胃在7~19 d的妊娠期给予妊娠期，可导致胎鼠死亡或流产，提示青素能影响胎鼠器官发生晚期的器官形成，有同步毒性，但对动物生殖器官的功能无影响。 因此, 孕期妇女应慎用青蒿素类药物, 世界卫生组织不推荐用于妊娠头3个月的疟疾患者.

在健康人中，曾试服青蒿素每天350~5000毫克，连续7天，未见不可恢复的主要脏器功能损伤。 某人对泰国24名健康志愿者一次或第二次外周200毫克双氢青蒿素，后又对18名志愿者进行300毫克双氢青蒿素并与青蒿素进行交叉验证，两者表现较好耐受性，不良反应较小，主要是血红蛋白降低、有短暂的中间抑制。 还有人报道了800多例青蒿素和蒿甲醚的严重危害泰国的毒性反应检测，未见过敏、神经精神异常、心血管、皮肤等毒性反应； 有83例孕妇患者，也发现与药物相关的毒副反应，新生婴儿亦未见发育异常，有人解释了青鼠素类药物对慢性动物的细胞毒性与灵长类细胞发育的红系与血管形成期存在种族差异。

这些都说明，青蒿素的瞬间抗疟活性提高，LD ₅₀等毒理学指标数值也相应下降，有效剂量与LD ₅₀之间的距离仍然增大，治疗指数依然较高。 青蒿素类是一种高效低毒、安全度大的抗疟药物。

2.8 青蒿素的其他功效研究

由于青蒿素双氧桥的特殊结构，引起了当代学者对其其他功效的探讨。

2.8.1 防治其他寄生虫病

（一）血吸虫病的预防：早在1980年我国就开始用青蒿素实验实验，其后发现醚甲醚、青蒿素酯也有杀虫作用，但活性不如现有治疗药物吡喹酮，继而发现青蒿素类对血吸虫生长阶段的童虫更为敏感，中国预防科学院传染病研究所在长江中下游疫区等万余名人群中，开展了预防吸血虫病的临床试验，证明弓甲醚和青弓舞蹈剂有效，1996年我国政府批准它们作为吸血虫病的预防药物。 以后，也为泰国、埃及等临床试验所证实。 （二）弓形虫病的治疗：本病为猫与人共患性原虫病，临床表现复杂，怀孕后感染，可致发育障碍，引起流产，或致儿辈先天性弓形虫病。 1996年我国有人用蒿甲醚、双氢青蒿素实验治疗慢性鼠类弓形虫病，感染继而以双氢青蒿素40毫克1天两次连用6天，对小规模临床病例进行了治疗、取得了满意的结果。 以后，国外也有用青弓素诱导弓形虫的实验报道。 此外，还有以青蒿素演示治疗肺吸虫病和华支子宫吸虫病等微小临床病例或实验研究的探索。

2.8.2 对自家免疫的作用

而青蒿素类药物可调节体液免疫和细胞免疫，1980年中国中医科学院广安门医院庄国康用青蒿素试治盘形红斑狼疮患者，其后余其斌、钟嘉嘉、刘红姣等人分别用青蒿酯或伍以其他药物治疗系统性红斑狼疮，取得了较好的治疗效果。 目前，双氢青蒿素和马来酸乙醚临床试验正在进行。

青蒿素类药物对类风湿性关节炎、佐剂性关节炎、自身免疫性脑炎、硬皮病等功效实验研究，旨在取得成果报告。

2.8.3 对肿瘤的影响

最近，青蒿素类药物的抗肿瘤作用受到了学者的广泛关注。 大量体外和动物体内实验结果显示，青蒿素类药物可抑制或杀伤肿瘤细胞、乳腺癌、宫颈癌、胶原蛋白、肝癌、宫颈癌、胶原蛋白、胶原蛋白、转移癌等多种自由基，可诱导肿瘤细胞的炎症、阻滞细胞周期、阻断肿瘤血管新生、延缓或逆转肿瘤细胞的多药活化性，与铁通路合用或与转铁蛋白结合可提高对肿瘤细胞的肿瘤细胞的杀伤作用。

2003年，我国张祖贻等人以每日125 mg连用21 d静脉注射青蒿草酯联合化疗（长春瑞滨加顺铂）治疗中晚期非小细胞肺癌患者60例，并与60例重症化疗组相比较，用加青蒿酯能提高近期疾病控制率、延长疾病进展时间，安全性良好。 有人用青蒿素酯进行肝动脉灌注试验，可提高患者的消耗强度。 国外也有人已成功试治晚期宫颈癌患者，能缓解症状，采用血管紧张素转换酶注射液中肿瘤肿胀相关的细胞标记物和新生血管的生成； 最近有人正在尝试治疗已转移的乳腺癌患者。 这些临床探索提示，青蒿素类药物可能对肿瘤治疗或与化疗药有增效等辅助治疗作用。

此外，青蒿素类还被实验研究发现能抑制流感和胰岛素等病毒、抗抗纤维化，对炎症、心律失常等也有作用。

2.9 青蒿的资源培育、青蒿素的细胞工程与人工合成

青蒿素用量满足了青蒿中发现其抗疟活性的认知，如何青蒿素用量的需求，成为另一个研究热点。

(ⅰ)青蒿的资源调查和培育。 根据明代以前本草文献记载的青蒿特征和药效考证，当时文献记录的青蒿就是现称的黄花蒿(青蒿L.）。 明代李时珍将黄花蒿和青蒿分为两种药材，晚期学者却将青蒿考证为青蒿Hance, 将黄花蒿考证为青蒿L.，出现了植物分类和中药材两个专业学者的名称标记上的不一样。 当时《中国药典》将含有青蒿素的中药材称为青蒿，韭菜为“本品为菊科植物黄花蒿”青蒿L.的干燥地面部分”。

青蒿起源于我国，野生遍及全国，还广布于欧、亚的温带-亚热带地区、北非以及美国和加拿大。 青蒿素突出于青蒿花前面的叶中。 据调查，我国野生青蒿药材中青蒿素的含量，一般南方和北方，可分为四区。 高含量区：南岭山脉、武夷山脉以南地区（青蒿素含量约为0.50%~1.01%）； 中含量区: 南岭以北秦岭以南地区(青蒿素含量约为0.48%~0.89%); 低含量区和微含量区：分别为秦岭以北地区(北京约0.11%)和东北地区(黑龙江地区为0.01%~0.09%)。 国外，越南产青蒿的青蒿素含量高达0.86%，印度部分地区达到0.42%； 国外其他大部分地区的含量均较低，仅0.1%以下。

我国的青蒿资源丰富。 过去作为药材收购量所占比例极小，而大量用于绿肥。 据推测，广西桂林地区每年可收购500吨，广东年产量估计为5000吨。 20世纪，我国主要从野生青蒿叶中提取青蒿素。 2002年以来，受国际上解决疟疾需求增加的影响，我国提取青蒿素的生产企业由原来的几家曾进一步发展到百余家，青蒿来源于野生转向种植。 通过高含青蒿素播种的选育研究（包括1996年我国返回式卫星播种播种的SP-18株系、青蒿素产量高达28.35 kg hm）^-2）、种植基地的建设，目前我国种植总规模稳定在6000~13000 hm ²，青蒿素得率一般在0.7%以上。 每年可向国外提供150吨左右的青蒿素原料。

(二)青蒿的细胞和组织器官培养。 利用细胞限制等培养技术生产青蒿素可突破自然条件、减少损失自然资源。 早在20世纪80年代初，中研院中药所与中国科学院植物研究所合作进行了青蒿愈伤组织的诱导与再生研究，发现带脓芽的愈伤组织能产生青蒿素。 此后，第一节就离体生长的青蒿各种组织（包括青蒿发根、丛生芽等），通过生长调节物等诱导、替代介导转化、生物反应器的使用，研究青蒿素的离体合成，获得的成功、因实验室成本等原因，目前尚缺乏应用前景的结果。

(ⅲ)青蒿素的生物合成。 了解青蒿素在青蒿素内的生物合成过程，对于人工合成或半合成青蒿素有重要作用。 倍半萜类的青蒿素在青蒿植物内部的生物合成，属于类异戊二烯辅助途径中的倍半萜分支途径，一般由生长辅酶A或3-磷酸甘油醛、丙酮酸在胞质或衍生物中，经一系列酶促进反应法尼基焦存在磷酸(法尼基焦磷酸，FPP)，在植物中普遍存在； 由FPP合成青蒿酸和二氢青蒿酸的过程及相关酶基因已基本清楚。 但从青蒿酸或二氢青蒿酸如何合成青蒿素，还不太完全清楚。

随着烟草技术的发展，2005年前后，中国科学院植物研究所和国外一些研究机构将青蒿的特定基因转入烟草（烟草L.)，合成青蒿素及其前体。 目前，人们已将相关基因资源转入大肠杆菌或酵母，组合生物合成青蒿素前体的工程菌，发酵得到了青蒿酸和二氢青蒿酸。

(ⅳ)青蒿素的人工合成。 “青蒿素是一个含过氧化团的倍半萜内酯化合物，是国家罕见的过氧化型方式固定在两个四级碳上而成的‘桥’。显然，这个奇特成功结构的全合成是相当接近的。”1984年，中国科学院上海有机化学研究所周维善、许杏祥的研究组首次人工合成青蒿素（1987年自然科学二等奖），迄今已有十几条化学合成取得了成果，基本上是从光学活性的单梯形或倍半梯形的半合成，关键在于引入过提醒团。 2011年和2012年，上海有机化学研究所和上海交通大学分别弃光化学方法引进过补贴团，采用六价催化剂催化过氧化氢开氧化物或用某种催化剂催化过氧化氢先获得了高产率的青蒿素。

由于人工合成青蒿素的成本从青蒿中直接提取，目前法国虽然有一家企业建立了一条小型生产线，进行人工合成青蒿素工业化生产，似乎是为了平衡和稳定市场，对植物提取进行补充。

3 学术影响与转化应用

3.1 我国独创的新型抗疟药

20世纪80年代以前，国际上使用的抗疟药，如1632年开始使用的奎宁(C ₂₀ H ₂₄ N ₂ O ₂ , 1910年出现抗药性)、1945年开始使用的氯喹(C ₁₈ H ₂₆ ClN ₃ , 1957年出现抗药性)、1951年起使的阿莫地喹(C ₂₀ H ₂₂ ClN ₃ O, 1971年出现抗药性)、1967年起使的周效磺胺(C ₁₂ H ₁₄ N ₄ O ₄ S)和乙胺芥紫(C ₁₂ H ₁₃ ClN ₄ ,两者立即出现抗药性)、1977年开始使用的甲氟喹(C ₁₂ H ₁₆ F ₆ N ₂ O, 1982年出现插座),都是含氮的化合物，当时人们认为抗疟药物必需含氮。 青蒿素(C ₁₅ H ₂₂ O ₅ )酪蛋白、具有过氧内型方式以两个四级碳构成“桥”的奇特结构的倍半萜内酯化合物； 对疟疾、包括对氯喹等抗药的疟原虫均有速效、高效、低毒的功效, 是与已有抗疟药在化学结构和作用方式完全不同的新型抗疟药, 迅速得到国际公认和应用, 开创了世界新一类抗疟药物的发展史.

3.2 影响的学术影响力和国际影响力

1979年3月和1980年3月, 在WHO副总干事陈文杰的推动下, WHO/TDR(热带病研究和培训特别规划署)主任Lucas AO和WHO/SWG-CHEMAL(疟疾化疗科学工作组)Peters W教授先后访华, 考察青蒿素抗疟研究, 建议在北京召开学术会议. 1981年10月6日，由前亚历山大中医研究院时任帕克季钟朴负责筹款组织，以青蒿素为专题的第四次联合国开发署、WHO/SWG-CHEMAL会议在京召开。 屠呦呦等人分别就青蒿素化学、药理、毒理、功效、临床和功效等6个方面作了报告，我国首次向国际组织较全面、系统地介绍了青蒿素的研究成果。 会议高度肯定了我国发现青蒿素的重要意义，并认为由于其独特的结构及抗疟作用方式与已知的抗疟药无雷同，为今后设计合成新的抗疟药提供了新的途径。 青蒿素因而受到国际学术界、企业界和相关官方机构的热烈关注。 据美国PUBMED数据库统计，国际上探讨青蒿素（青蒿素）的研究文献量从1980年的1篇开始，到80年代年22.6篇，90年代年均79.7篇，21世纪头10年年均258篇，2010年以后的5年中、年达518.8篇。 据不统计，从1976年~2015年40年里，完全各国学者在全球（包括我国）各种专业学术杂志上发表有关青蒿素类研究评论论文超过9800篇。

WHO/SWG-CHEMAL也于1982年初开始，与我国商谈在国际上开展青蒿素类药物的合作研究与开发。 2003年，我国创制的青蒿素、醚甲醚、青蒿素、双氢青蒿素的原料药物制剂及其被列入世界卫生组织《国际药典》第三版。 青蒿素类药物单一用药，并以青蒿素为基础的复合治疗逐步推广普及全球主要疫区。

3.3 数百万生命的挽救

由于我国青蒿素、青蒿素衍生物和以青蒿素类为基础的复方制剂的成功研发, 以及WHO对青蒿素联合疗法(artemisinin-based combination therapy, ACT)的推动和促进, 21世纪开始, 全球有疟疾流行的国家或地区陆续使用ACT治疗. 2005年全球公共和私人机构采购ACT药物0.11亿人份（“人份”指一位患者一个应急的用药量），2010年采购量上升到1.80亿人份，2012年为3.31亿人份（当时西南疟流行的88个国家中已有79个以ACT作一线药物），2014年达到3.37亿人份。 近些年，全球青蒿素原料药每年消耗量在180吨上下。

据WHO 2015年《世界疟疾报告》, 由于防灭蚊措施推进、诊断技术发展和ACT的应用, 疟疾发病率和死亡率逐年明显降低. 全球疟疾发病总人数: 2000年为2.62亿例, 2005年为2.64亿例, 2010年为2.43亿例, 2015年为2.14亿例; 2015 年人数比 2000 年首次下降 18%。 就疟疾在全球人口中的发病率而论, 2000年为14.6%, 2005年为13.4%, 2010年为11.3%, 2015年为9.1%, 2015年比2000年疟疾发生率下降了37.8%. 全球因疟疾死亡总人数2000年为83.9万人, 2005年73.8万人, 2010年55.4万人, 2015年43.8万人, 2015年比2000年死亡人数下降48%. 其中，5岁以下儿童因疟疾导致死亡人数相应为72.3万人、61.4万人、42.8万人、30.6万人，2015年比2000年儿童因疟疾导致死亡人数下降58%。 WHO 2015年《世界疟疾报告》估测, 从2000年到2015年使全球620万人避免死于疟疾, 其中, 590万人是5岁以下的儿童. 在2015年12月该年度报告发布会上, WHO全球疟疾计划负责人阿隆索(Pedro Alonso)博士指出: “目前世界上治疗疟疾的最有效药物为青蒿素, 由中国女药学家屠呦呦于1972年发现并成功提取. 青蒿素的使用, 成功地降低了疟疾患者的死亡率”.

3.4 第一届大奖激励创新正能量

抗疟新药青蒿素及其轻易的发现与应用，受到我国政府的高度评价。 早在党中央结束“文革”、拨乱反正，激励我国科技界“树雄心、立壮志，向科学技术现代化进军”的1978年3月，将“全国科学大会奖”分别授予中研院中药所、山东中医药研究所/山东省寄生虫病研究所、云南药物研究所； 在国务院重修《发明奖励条例》后首次实施的1979年，将国家发明二等奖授予以中研院中药所为首的6个主要发明单位。 此后，青蒿素的模型双氢青蒿素、蒿甲醚、青蒿素单体，分别获得1992年全国十大科技成就、1996年国家发明二等奖、1989年国家发明三等奖； 青蒿素复方和复方甲醚，分别获得2006和2007年国家科技进步二等奖； 青蒿素的人工合成和蒿甲醚血吸虫病的新适应症研究，分别获得1987年国家自然科学二等奖和2001年国家科技进步二等奖。

进入21世纪，特别是近些年来，随着我国经济社会的发展和综合国力的提升，党和国家实施创新驱动发展战略，把创新摆在国家发展全局的核心地位，加快建设创新型国家。 国家的科技进步和奖励，既体现了青蒿素研究队伍不断创新的历程，也促进了他们持续创新的步伐。 就科技论文而言，据我国CNKI数据库收载青蒿素的相关研究论文数量，从20世纪90年代年均35.6篇到2001~2010年均155.5篇、增长336.8%，2011~2015年，年均298.8篇、环比又增长92.1%。

2011年，由于青蒿素的发现，屠呦呦研究员获得美国拉斯克基金会的临床医学奖，该奖被视为国际生物医药领域重大奖项。 该奖评委美国斯坦福大学露西·夏皮罗教授曾赞叹: “在人类的药物史土, 如此一项能缓解数亿人病痛和压力、并挽救上百个国家数百万人生命的发现的机会并不常有”, “青蒿素这一高效抗疟药的发现, 很大程度上归因于屠呦呦及其研究组的洞察力、视野和顽强信念”, “屠教授的工作为世界提供了过去半个世纪里(治疗疟疾)最重要的药物干预方法”. 2015年10月, 屠呦呦又以“从中医药古典文献中获取灵感, 先驱性地发现青蒿素, 开创疟疾治疗新方法”, 获得世界影响力最大的自然科学奖项——诺贝尔生理学或医学奖. 她是中国最高法院院长获得诺贝尔自然科学奖，随后获得习近平总书记和李克强总理的表扬，并被授予2016年国家最高科学技术奖。 国际学界的高度评价和中央领导的高度激励了我国科技工作者，到2016年，在百度网页上，有关她的成就和信息已达千多万条。 大家热议，屠呦呦获奖并被导出是由于她和她的研究组第一个把青蒿素的化学活性部位引入“523”，第一个分离获得青蒿素，第一个做临床； 第一就是首创，科学研究的灵魂是原创…………。 这表明，认识到“创新是引领发展的第一动力”，崇尚原始创新、追求卓越的正能量正在积累与积累。

4 结语

作为新一类抗疟药物，青蒿素是透明氮化原子、具有双氧桥异化学结构的倍半萜内酯，其作用方式与现有的抗疟药物不同，表现出速效、高效、低毒的特点。 由青蒿素肇始、双氢青蒿素等衍生物研发、ACT应用, 已成世界疟疾治疗的首选药物, 成功降低了疟疾患者的死亡率, 在全球特别是发展中国家已挽救了数百万人的生命.

青蒿素源自中医药，其发现得益于中医典籍的启示，从事中医药的工作人员是青蒿素研发队伍的开拓者和重要主力军。 青蒿素的发现，说明了“中国医药学是一个伟大的宝库”、“是中国古代科学的保健宝库，也是打开中华文明宝库的钥匙”、“深入挖掘中医药宝库的精华，充分发挥中医药的独特优势”的一个成功范例、“是中医药对人类健康事业做出巨大贡献的体现”。

疟疾是全球重大寄生虫病, 传播于100多个国家和地区, 每年发病数亿例, 每年因疟疾致死百万人. 20世纪60年代, 由于疟原虫对已有抗疟药产生耐药性, 疟疾肆虐全球, 东南亚是重灾区, 我国疟情也曾几次局部暴发. 时值越南战争, 美越双方军队因疟疾减员严重, 越方求援于中国, 希望获得新的有效抗疟药物. 社会的巨大需求，使我国政府做出决策，成立“523”项目，组织军民联合攻关。 国家和社会的重大需要，催生了青蒿素。

从青蒿素的发现——批量的生产——青蒿素复方的研发，从青蒿资源调查——高产种植药材基地培育——人工和生物合成启动，从实验室试产——工厂参与——企业集群形成，从国内产学研协作——国际产学研交流——世界产销竞争，从一个发现，到基础研究和应用研究、农业、工业、商业的衔接融合，形成全链条的新产业，突显了原始创新的意义和价值，突现了我国生物医药科学家、工商精英等多学科、多单位、多部门集体协作攻坚的智慧和贡献。 其中，全国“523”领导小组和“青蒿素指导委员会”在特定时期的组织协调推动，功不可没。

人才是科技工作的推动者，是拉动科学发展的第一要素。 在牲畜研究组参与的青蒿素研究与开发系统工程中，有一群以屠呦呦为代表的勤思索、勇于创新、攻坚克难、持之以恒的领军人物，有一批矢志攻关、辛勤耕耘、默默奉献的人们，他们都将被青蒿素的研发史所铭记。 青蒿素的研发工程，为正确认识集体和个人的作用和贡献，为继承好、发展好、利用好祖先留下的中医药宝贵财富，为我国进一步的科技发展、崇尚原始创新、追求卓越提供正能量。

参考

[1]

屠玉玉. 蒿与青蒿素.北京: 化学工业出版社, 2015 [屠呦呦. 青蒿及青蒿素类药物。 北京: 化学工业出版社, 2015]。谷歌学术[2]

李国庆，李Y，李ZL。青蒿素类抗疟药。北京: 科学出版社, 2015 [李国桥, 李英, 李泽琳, 等. 青蒿素类抗疟药。 北京: 科学出版社, 2015]。谷歌学术[3]

张建芳. 523工程及青蒿素的发现与开发详述.第二版。广州: 羊城晚报出版社, 2015 [张剑方. 迟到的报告——五二三项目与青蒿素研发纪实。 第2版​​。 广州: 羊城晚报出版社, 2015]。谷歌学术